CN102902073A - 一种提高立体效果的3d眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高立体效果的3D眼镜，包括两个眼镜框，和分别设在每个眼镜框内的3D眼镜片，在每个所述眼镜片的中心部位设有椭圆形透光区域，眼镜片上的其余部分为不透明区域。本发明是在立体影像装置的方案中，包括偏光眼镜方式或LCD光学快门眼镜方式，把不必要的入射光线在3D眼镜中阻隔了，从而改善了立体影像的立体感。

Description

一种提高立体效果的3D眼镜

技术领域

本发明涉及一种提高立体效果的3D眼镜，它是通过使两眼按顺序或是同时看到不同的影像，在立体影像显示设备中所使用的3D眼镜相关的发明。更详细的说，就是在立体影像显示设备中，入射到观测者左右两眼的显示的影像，根据不同的需要，在3D眼镜中进行透过或是阻断，这一显示把外部环境中出现的不必要的光线阻隔在观测者的眼睛之外，并在3D眼镜中继续进行阻隔，从而改善立体影像的立体感的方案。这一改善过的3D眼镜，由基本的偏光眼镜和LCD快门眼镜，和一起显示的能够透过影像的透光区域，以及阻断不必要的光入射到观测者眼中的不透明区域所构成。

背景技术

利用两眼的视差，进行立体影像显示设备的技术，长久以来，已经有很多种方法的提案。其中具有代表性的一个是，使一维显示保持在一定的距离上，3D眼镜使用偏光眼镜或者是LCD眼镜，使观测者的左右两眼同时或者依次看到不同的影像，是使观测者自己感受到立体感的方法。在 US4,884,876, US5,821,989等中，提出了在CRT上使用LCD快门眼镜， 制作两眼视差型的3D 显示。在.US6,529,175, US6,727,867, KR10-2010-41718等中，提出了LCD快门的驱动方案，减少电力消耗以及改善3D画面质量，缩小交叉效应方案等技术问题。在US6,266,106中，提出了使LCD眼镜平面的角度倾斜5度左右，使左右两眼更靠近，从而缩小交叉效应的方案，在USD613,328S和 KR10-2010-0021058中，提出了一种让使用者使用更方便的3D眼镜的设计方案，在US7,062,797 B2中提出了多用途高级眼镜的方案。在KR10-2009-0127973中，提出了自动识别观测者视听角度， 根据3D眼镜的LCD偏光方向自动进行最佳化驱动的方案。

利用两眼的视差，使用在LCD眼镜上的立体影像显示装置，在一维显示中按顺序分别显示给左右两眼视觉信息，在显示左侧眼睛能看到的影像时，LCD眼镜的左侧眼镜的LCD光快门一直处于传输状态，右侧眼镜的LCD光快门一直处于阻止状态，相应的左眼影像，只有左眼能有看到，右眼不能够看到，与此相反，相应的右眼影像显示的时候，只能由右眼看到，左眼不能看到。与此相同，能在观测者左右两眼前，按顺序每秒显示30次以上的影像的话，就能使一维显示的动感影像产生立体感，从而看上去是3维的动态影像（3D）.但是，要是显示给左右两眼的影像的画面频率不是很高的话，就会发生画面的闪烁现象，为了使这一问题达到最小化，一维显示的画面频率一定要够高。同时，要是一维显示的画面频率变高的话，与此成比例的LCD光快门的开关速度也要变快。在此情况下，要是LCD光快门的反应速度不够快的话，原来分别显示给左右两眼的影像会给另一只眼睛造成拖影现象，同时也会发生交叉效应现象，会损伤立体感，画面重叠，画面的状态也会变差， LCD光快门的光透过率也会变低，会发生画面变暗的问题。

根据The Physics of Liquid Crystals(by P.G. De Gennes, 1993), Liquid Crystals(by S. Chandrasekhar, 1977),Liquid Crystal Device Hand Book(日本学术协会，第142 委员会编辑)，LCD光快门的反应速度依赖于液晶盒(liquid crystal 盒)的厚度，液晶的旋转粘度，电压，液晶的弹性系数，液晶盒的电极阻力(sheet resistance),液晶盒的电容(capacitance)等等；由同样的液晶盒构成的LCD眼镜的驱动面积越大，液晶盒的电容面积与此成比率，也会相应的变大。液晶盒的电容变大的话，供应同样的电压和电流的时候，液晶盒到达饱和电压的时间，根据RC时间常数，会变长，对液晶盒的反应速度也会有负面影响，电力的消耗也会变大。

 通过3D眼镜，把入射到观测者眼睛的光，分为立体显示上面出来的光以及显示器外周围入射的光。显示器周边环境中入射进来的光，持续入射到观测者的左右两眼上，在显示器上供给左右两眼用画面影像， 将会更多。一般来说，TV都是在明亮的环境中使用的，显示器周围入射到观测者眼镜的光，在显示器中所提供的立体影像情报中会产生反影的干扰，再入射到观测者的眼中的话，原先的3D立体影像的立体感就会减弱了。

诸如此类，在显示器的周边环境中，由于不必要的光线入射到观测者的眼睛中，所造成的立体感减弱的现象，在偏光眼镜方式的立体影像显示设备中，也会发生类似的现象。

图1是传统3D眼镜的一个侧面的示意图，以利用两眼视差的方式，使用在立体影像显示设备上的3D用眼镜，是偏光眼镜或是LCD光快门眼镜的一侧示意图。11为眼镜框，12为眼镜片。眼镜片12的整体是相同的光学特性。LCD光快门方式中，眼镜片12的整体由开关同一明暗，明亮的状态下光的透过率一般为25~33%的水平，偏光眼镜方式中，眼镜片12的整体为偏光状态，左右两眼分别有90度的位相差，一般来说光的透过率为40~48%左右。即，在显示器中显示出来的光，在眼镜片12中整体为相同的状态，要么通过要么阻隔。因此，3D显示器中所出现的影像情报之外，显示器周边环境中所入射进来的光，也同时通眼镜片12入射到观测者的眼中。显示器周边环境中入射进来的光的量相对来说越多，要表现立体感的显示的信息量反之则会越少，就将会产生3D画面的立体感弱化的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中对明亮的周围环境中看3D画面的时候，由于周围环境中入射的光消减了3D立体感的问题，本发明的目的在于提供一种能提高立体效果的3D眼镜，它能利用偏光眼镜或是LCD光快门眼镜，对于两眼视差3D画面的立体感进行改善。 

技术方案：为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

一种提高立体效果的3D眼镜，包括两个眼镜框，和分别设在每个眼镜框内的3D眼镜片，在每个所述3D眼镜片的中心部位设有椭圆形透光区域，所述3D眼镜片上的其余部分为不透明区域。

本发明的核心是在偏光式3D眼镜或是LCD快门式3D眼镜的基础上，增加不透明区域阻隔不必要的光线提高立体效果。

为了能使本发明可以切断通过眼镜片的不必要的光至50%以下，所述透光区域面积为其相对应的眼镜片面积的40%--60%。

本发明中，两个所述眼镜片上的透光区域的中心位置之间的距离与人的两个眼睛的瞳孔距离相等。

为了能够高效确保全部的视野，所述透光区域的长轴长度是短轴长度的2-3倍。

本发明中，所述透光区域具有偏光镜以及LCD光快门眼镜的功能。

为了能使本发明的阻隔光的通透率至10%以下，本发明中，所述不透明区域是在与其相对应的所述3D眼镜片上附着的隔离膜、或不透明底片、或不透明偏光片、或者不透明膜。  

上述不透明区域采用LCD光快门眼镜方式，并且由各自能够独立驱动的多个像素构成。

所述不透明区域中，常黑模式 LCD为不连接电压的状态，常白模式LCD为连接饱和状态下的驱动电压的状态。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：利用两眼视差的立体影像，在显示区中直接给观测者提供的立体影像，并以阻隔50%以上显示区之外周围环境入射到观测者眼睛里的不必要的光的方式，来极力扩大立体感。还有，LCD光快门眼镜方式中，以驱动LCD眼镜面积最小化的方式来使LCD盒的蓄电容量降低50%以下，依赖LCD 盒的电力消耗也降低50%以下，并且，根据LCD 盒所许可的外部电压的液晶盒内的RC时间常数也可以减少1/2，液晶内部的电压可以很快达到饱电压。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为采用本发明后光线入射到观测者眼中的光线的示意图。

具体实施方式

本发明提出了改进的3D眼镜，它具有像现有的偏光眼镜和LCD 快门眼镜一样的功能，是由传递显示影像的透过领域和阻隔进入观测者眼睛的不必要光的不透明的领域组成。

实施例1：如图2所示，一种提高立体效果的3D眼镜，包括两个眼镜框21，和分别设在每个眼镜框21内的3D眼镜片，在每个所述3D眼镜片的中心部位设有椭圆形透光区域23，3D眼镜片上的其余部分为不透明区域22，所述透光区域23面积为其相对应的3D眼镜片面积的50%；两个所述3D眼镜片上的透光区域23的中心位置之间的距离与人的两个眼睛的瞳孔距离相等，一般来说，人的两个眼睛之间的大约是6.5厘米，因此左右两眼用的眼镜的透光区域23的中心位置距离为6.5厘米。其中，3D眼镜片为LCD快门式3D眼镜片。

[0021] 不透明领域22是与其对应的3D眼镜片上附着隔离膜或者在与其对应的3D眼镜片上涂上不透明的膜，再或者是在与其对应的3D眼镜片上附着不透明底片、或不透明偏光片，或者可以用公司的标志或图片等，用多种颜色和图案进行装饰。这样阻隔光的通透率至10%以下。LCD光快门眼镜方式下，在不许可电压的状态中设计常黑色模式液晶显示来维持不透明的状态，或者认可适合于常白模式液晶显示的驱动电压下可以维持不透明的状态。在这种情况下，允许通过将LCD的像素（pixel）分成复数个使各个电压独立， 这样可以根据观测者的爱好来调整不透明领域的大小和模样。 左右两眼用的眼镜片采用相互对称的样子，同时不透明的领域左右两眼用时也是使其具有相互对称的样子和大小。透光区域23具有和现有的偏光眼镜或LCD光快门眼镜同样的功能和作用。为了使观测者观看显示器不觉得不方便，选择适合的大小和位置。 

[0022] 让左右两眼用的眼镜透光区域的中心为6.5厘米，透光区域23的模样以椭圆的形状使其长轴的长度是短轴长度的2-3倍。透光区域23的面积选取整个眼镜片面积的50%，这样可以切断通过眼镜片的不必要的光至50%以下。通过缩小LCD眼镜片的电用量至50%以下，以使LCD驱动时消耗的电力消耗率降至50%以下。同时，LCD 驱动时减少50%的RC时间常数，外部允许的电压比在液晶盒内饱和状态下更快到达，在液晶的反应速度的改善上起到肯定性作用。

[0023] 透光区域23和偏光式3D眼镜或是LCD光快门式3D眼镜的基本性能和角色是一样的，为了不使观测者在看显示的时候产生不便，要选择适当的大小和位置。透光区域23越小，越能几乎完美的阻隔不必要的光，观测者的脸左右或是上下移动的时候，显示区画面中出来的光，入射到观测者眼睛的时候，依据不透明区域22，也能够进行阻隔。一般来说，人的两个眼睛之间的大约是6.5厘米，因此左右两眼用的眼镜的透光区域23的中心位置之间的距离为6.5厘米。透光区域23为椭圆形，能够高效确保全部的视野，这一椭圆形的长轴的长度是短轴长度的2倍，这样的话，左右两眼的视野，就不会相互进行干扰了。透光区域23的面积为全部眼镜片面积的50%，在适当的观看距离上，能够把通过眼镜片的不必要光线阻隔到50%以下，LCD眼镜片的充电容量和蓄电池面积的大小成比例，所以价格会下降50%左右，LCD盒驱动时，所消耗的电力消耗率也会将会减少50%以下。此外，LCD盒在驱动的情况下，RC时间常数缩小50%，所连接的外部电压，与在液晶盒内部的饱和状态相比，能够更快的到达，所以肯定能够用来改善液晶的反应速度。

[0024] 图3是光线通过本发明入射到观测者眼中的光线的示意图，是在显示区33中出来的光，投射进观测者的眼睛31这一过程的示意图。从显示区33中出来的影像32通过3D眼镜的透光区域23，直接入射到观测者的眼睛31里，对于显示区外部的光源或是周围环境中入射进来的不必要光线34，35的一部分，在3D眼镜的不透明区域22中进行阻隔。

[0025] 更详细的说，本发明3D眼镜，在立体影像的显示设备中，由根据所入射到观测者左右两眼的显示的影像情报是否必要，来决定是通过还是阻隔的透光区域，以及持续阻隔显示外周边区域环境中入射进来的不必要光线进入观测者眼睛的不透明区域所构成。

[0026] 实施例2：与实施例1基本相同，所不同的是：3D眼镜片为偏光式3D眼镜片；透光区域23的模样以椭圆的形状使其长轴的长度是短轴长度的3倍。透光区域23的面积选取整个眼镜片面积的40%.

实施例3：与实施例1基本相同，所不同的是：透光区域23的模样以椭圆的形状使其长轴的长度是短轴长度的3倍。透光区域23的面积选取整个眼镜片面积的60%。

[0027] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，包括两个眼镜框，和分别设在每个眼镜框内的3D眼镜片，在每个所述3D眼镜片的中心部位设有椭圆形透光区域，所述3D眼镜片上的其余部分为不透明区域。

2.根据权利要求1所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，两个所述3D眼镜片上的透光区域的中心位置之间的距离与人的两个眼睛的瞳孔距离相等。

3.根据权利要求1所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，所述透光区域面积为其相对应的3D眼镜片面积的40-60%。

4.根据权利要求1所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，所述透光区域的长轴长度是短轴长度的2-3倍。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，所述透光区域具有偏光镜或LCD光快门眼镜的功能。

6.根据权利要求1所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，所述不透明区域是在与其相对应的所述3D眼镜片上附着的隔离膜、或不透明底片、或不透明偏光片、或者不透明膜。

7.根据权利要求1或6所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，所述不透明区域采用LCD光快门眼镜方式，并且由各自能够独立驱动的多个像素构成。

8.根据权利要求7所述的提高立体效果的3D眼镜，其特征在于，所述不透明区域中，常黑模式 LCD为不连接电压的状态，常白模式LCD为连接饱和状态下的驱动电压的状态。

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